Synthesis, molecular recognition and application of crown ethers containing nitrogen, sulfur and phosphorus atoms  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
62654
Type K
Principal investigator Huszthy, Péter
Title in Hungarian Nitrogén-, kén- és foszforatomot tartalmazó koronaéterek szintézise, molekuláris felismerése és alkalmazása
Title in English Synthesis, molecular recognition and application of crown ethers containing nitrogen, sulfur and phosphorus atoms
Keywords in Hungarian királis koronaéterek szintézise, molekuláris felismerés, enantiomer feismerés, királis állófázisok, iontranszport
Keywords in English synthesis of chiral crown ethers, molecular recognition, enantiomeric recognition, chiral stationary phases, ion transport
Discipline
Organic, Biomolecular, and Pharmaceutical Chemistry (Council of Physical Sciences)90 %
Analytical Chemistry (Council of Physical Sciences)10 %
Panel Chemistry 2
Department or equivalent Department of Organic Chemistry and Technology (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Báthori, Nikoletta
Bertha, Ferenc
Dr. Szilágyiné Dr. Kertész, Júlia
Kádár, Mihály
Móczár, Ildikó
Tóth, Tünde
Starting date 2006-01-01
Closing date 2010-04-30
Funding (in million HUF) 19.600
FTE (full time equivalent) 9.64
state closed project
Summary in Hungarian
Az élő természetben általánosan előforduló és létfontosságú molekuláris felismerés nemcsak a bonyolult biomolekulák sajátja, ezt a jelenséget viszonylag egyszerű szintetikus vegyületekkel – mint amilyenek például a koronaéterek – is kiválthatjuk.
A négy évre tervezett kutatási tevékenységünk egyrészt olyan királis koronaéterek előállítására és vizsgálatára irányul, melyek komplexképzésükben várhatóan nagy enantioszelektivitást mutatnak királis primer ammóniumsók (pld. aminosavak és származékaik) enantiomerjeivel szemben, másrészt olyan királis könnyen deprotonálható analogonok szintézisét és tanulmányozását célozza meg, melyek királis primer aminokkal mutatnak feltehetően nagy enantioszelektivitást. Az említett királis koronaétereket, illetve azok egyszerűbben előállítható akirális változatait fémionokkal történő szelektív komplexképzés szempontjából is tervezzük tanulmányozni. A szelektivitás mértékének megállapítására NMR, UV/VIS, fluoreszcencia és cirkuláris dikroizmus spektroszkópiát, termikus analízist és röntgenkrisztallográfiát alkalmaznánk. A nagy szelektivitást mutató új koronaétereket ezután felhasználnánk optikai és elektrokémiai szenzorok hatóanyagaként, enantiomerek, ill. fémionok szelektív elválasztására folyadék-folyadék extrakcióval, folyadékmembránon keresztül történő transzport segítségével vagy kromatográfiával kovalens kötéssel szilikagélhez kötve. Az enantioszelektivitást kapilláris elektoforézissel is tervezzük tanulmányozni.
Summary
Molecular recognition which is a generally occurring and vital phenomenon in Nature can also be engineered into relatively simple molecules such as crown ethers. Our research activities planned for four years aim partly at the synthesis and studies of chiral crown ethers which are expected to have high enantioselectivity toward the enantiomers of chiral organic ammonium salts (amino acids and their derivatives for example) and partly at the preparation and investigation of chiral proton-ionizable analogues presumably capable to enantiomeric recognition of chiral primary amines. The chiral crown ethers mentioned above and also their achiral parent compounds - which latter can be prepared easier - will also be tested for selective complex formation with metal ions. The magnitude of selectivity will be determined by NMR, UV/VIS, fluorescence and circular dichroism spectroscopies, thermal analysis and X-ray crystallography. The new crown ethers showing high enantioselectivity will be used then as optical and electrochemical sensors, and also as selectors for the separations of enantiomers and metal ions, respectively by liquid-liquid extraction, by transport trough liquid membrane systems or by chromatography when they are attached covalently to silica gel. The enantioselectivity is also planned to be studied by capillary electrophoresis.




 

Final report

  
Results in Hungarian
A kereskedelemből könnyen beszerezhető és viszonylag olcsó alapanyagokból kiindulva piridino-, ill. akridino-18-korona-6 éter alapú királis állófázisokat állítottunk elő, és ezeken jó hatásfokkal rezolváltunk racém protonált primer aminokat, aminosavakat és azok származékait HPLC-vel. Akridin egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaétereket szintetizáltunk, és potenciametriás mérések alapján kimutattuk, hogy ezek közül az egyik figyelemre méltó enantioszelektivitást mutat a protonált 1-feniletil-amin enantiomerjeival szemben, míg egy másik kiemelkedő szelektivitással komplexálja az ezüst iont. Optikailag aktív monoaza-18-korona-6 étereket állítottunk elő, ezeket különböző fluorofor (BODIPY, akridinon, N-metilakridinon) jelzőegységgel láttuk el, és fotofizikai módszerekkel behatóan tanulmányoztuk ezek komplexképzését királis vegyületek enantiomerjeivel, ill. különböző fémionokkal szemben. Néhány esetben figyelemre méltó szelektivitást mutattunk ki. Akridinon fluoreszcens jelzőegységet tartalmazó bisz(azakoronaéter) típusú makrociklusokat szintetizáltunk, és a két aza-18-korona-6 éter receptor egységet tartalmazóról kimutattuk, hogy az mind 1:1, mind 1:2 ligandum-fémion arányú komplexek kialakítására képes. Könnyen deprotonálható dialkilhidrogén-foszfát, ill. diarilfoszfinsav egységet tartalmazó enantiomertiszta koronaétereket állítottunk elő, és részletesen tanulmányoztuk utóbbi enantioszelektív komplexképzését protonált primer aralkil-aminokkal.
Results in English
We prepared chiral stationary phases based on pyridino- and acridino-18-crown-6 ethers starting from commercially available and relatively cheap materials, and using them we resolved racemic protonated primary amines, amino acids and their derivatives efficiently by HPLC. We synthetized enantiopure crown ethers containing an acridine unit, and showed by potentiometric measurements that one of them had a reasonable selectivity for the enatiomers of protonated 1-phenylethylamine, and another one complexed silver ion with very high selectivity. We prepared optically active monoaza-18-crown-6 ethers, attached different fluorofor signalling units (BODIPY, acridinon, N-methylacridinon) to them, and using photophysical methods we thoroughly studied their complexation with the enantiomers of different chiral compounds, and several metal ions, respectively. In a few cases these ligands demonstrated remarkable selectivity. We synthetized bis(azacrown ether)s containing an acridinone signalling unit, and we showed that the one having two aza-18-crown-6 ether receptor units is able to form complexes with both 1:1 and 1:2 ligand to metal ion ratios. We prepared enantiopure proton-ionizable crown ethers containing an dialkylhidrogenphosphate or a diarylphosphinic acid unit, and we thoroughly studied the enantioselective complex formation of the latter with protonated primary aralkyl amines.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=62654
Decision
Yes





 

List of publications

  
Viktor Farkas, Tünde Tóth, György Orosz, Péter Huszthy, Miklós Hollósi: Enantioseparation of protonated primary aralkylamines and amino acids containing an aromatic moiety on a pyridino-crown ether based new chiral stationary phase, Tetrahedron: Asymmetry, 17, 1883-1889, 2006
Ilona Kovács, Péter Huszthy, Ferenc Bertha, Dénes Sziebert: Synthesis of new enantiopure proton-ionizable crown ethers containing a dialkylhydrogenphosphate moity, Tetrahedron: Asymmetry, 17, 2443-2453, 2006
Szilvia Lakatos, József Fetter, Ferenc Bertha, Péter Huszthy, Tünde Tóth, Viktor Farkas, György Orosz, Miklós Hollósi:: Preparation of a new chiral acridino-18-crown-6 ether-based stationary phase for enantioseparation of racemic protonated primary aralkyl amines, Tetrahedron, 64, 1012-1022, 2008
Péter Huszthy, Viktor Farkas, Tünde Tóth, György Székely, Miklós Hollósi: Synthesis and preliminary studies on novel enantiopure crown ethers containing an alkyl diarylphosphinate or a proton-ionizable diarylphoshinic acid unit, Tetrahedron, 64, 10107-10115, 2008
Ildikó Móczár, Péter Huszthy, Zita Maidics, Mihály Kádár, Klára Tóth: Synthesis and optical characterization of novel enhantiopure BODIPY linked azacrown ethers as potential fluorescent chemosensors, Tetrahedron, 65, 8250-8258, 2009
Ildikó Móczár, Ágnes Peragovics, Péter Baranyai, Klára Tóth, Péter Huszthy: Synthesis and fluorescence studies of novel bis(azacrown ether) type chemosensors containing an acridinone unit, Tetrahedron, 66, 2953-2960, 2010
Ildikó Móczár, Péter Huszthy, András Mezei, Mihály Kádár, József Nyitrai, Klára Tóth: Synthesis and optical characterization of novel azacrown ethers containing an acridinone or an N-methylacridinone unit as potential fluorescent chemosensors, Tetrahedron, 66, 350-358, 2010
Júlia Kertész, Péter Huszthy, Attila Kormos, Ferenc Bertha, Viola Horváth, George Horvai: Synthesis of new optically active acridino-18-crown-6 ligands and studies of their potentiometric selectivity toward the enantiomers of protoinated 1-phenylethylamine and metal ions, Tetrahedron: Asymmetry, 20, 2795-2801, 2009
György Székely, Viktor Farkas, László Párkányi, Tünde Tóth, Miklós Hollósi, Péter Huszthy: Crystal structures of crown ethers containing an alkyl diarylphosphinate or a diarylphosphinic acid unit, Struct. Chem. 21, 277-282, 2010
Tünde Tóth, Péter Huszthy, József Kupai, József Nyitrai: Synthesis of new enantiopure dimethyl-substituted pyridino-18-crown-6 ether type macrocycles containing different substituents at position 4 of the pyridine ring, ARKIVOC, 66-79., 2008
István Ilisz, Róbert Iványi, Zoltán Pataj, József Kupai, Péter Huszthy, István Szatmári, Ferenc Fülöp, Antal Péter: CE enantioseparation of Betti bases with cyclodextrins and crown ether as chiral selectors, Chromatographia, 71, S115-S119, 2010
Péter Huszthy, Tünde Tóth: Synthesis and molecular recognition studies of crown ethers at the Institute for Organic Chemistry of BUTE, Periodica Polytechnica, 51, 45-51., 2007
Huszthy Péter, Tóth Tünde: Koronaéter típusú királis gazdamolekulák enantiomer-felismerő képessége, Magyar Tudomány, 796-801, 2009
Zsuzsa Pilbáth, Viola Horváth, George Horvai, Péter Huszthy: Enantiomeric discrimination of chiral crown ether ionophores containing phenazine subcyclic unit by ion-selective potentiometry, Periodica Polytechnica (Chemical Engineering), 54, 3-8, 2010
József Kupai, Péter Huszthy, Kata Székely, Tünde Tóth: Synthesis of new enantiopure pyridino-18-crown-6 ether derivatives, 5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry, Nara, Japan, 6-10 June, 2010
Tünde Tóth, Péter Huszthy, Júlia Kertész, Attila Kormos: Synthesis of new acridino-18-crown-6 ether containing a methyl group at position 9 of the acridine ring, 5th International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry, Nara, Japan, 6-10 June, 2010
Léránt Gabriella, Kádár Mihály, Tóth Klára, Bertha Ferenc, Huszthy Péter: Akridono-koronaéter alapú optikai érzékelők fejlesztése, 49. Magyar Spektrokémiai Vándorgyűlés, Miskolc, 2006. július 10-12., 2006
Júlia Kertész, Péter Huszthy: Experiments on the preparation of a C3 symmetry supramolecule containing pyridino-18-crown-6 ethers and protonated primary amines, 12th International Conference of Chemistry, Miercurea Ciuc, October 3-8, 2006, 2006
Farkas Viktor, Lakatos Szilvia, Fetter József, Bertha Ferenc, Huszthy Péter, Hollósi Miklós: Királis koronaéterek és komplexeik kiroptikai spektroszkópiai vizsgálata, MKE Centennáriumi Vegyészkonferencia, Sopron, 2007. május 29-június 1., 2007
Ildikó Móczár, Péter Huszthy, Mihály Kádár, Klára Tóth:: Synthesis and molecular recognition studies of new enantiopure BODIPY linked monoaza-18-korona-6 ligands, 2nd International Symposium on Macrocyclic and Supramolecular Chemistry, Salice Terme, Italy, 24-28 June, 2007, 2007
Viktor Farkas, Péter Huszthy, Tünde Tóth, György Székely, Elemér Vass, Miklós Hollósi: Conformational variability around tetrahedral phosphorous centre: ECD studies on new chiral crown ether compounds, 20th International Symposium on Chirality, 6-9 July, 2008, Geneva, Switzerland, 2008
Viktor Farkas, Péter Huszthy, Tünde Tóth, György Székely, László Párkányi, Mátyás Czugler, Miklós Hollósi: New type of chiral crown ethers: investigation of solvent dependent conformational properties and metal ion interaction, 2nd EUCHEMS Chemistry Congress, 16-20 September, 2008, Torino, Italy, 2008
Ildikó Móczár, András Mezei, Mihály Kádár, Péter Huszthy, Klára Tóth: Crown ether-based fluorescent chemosensors, Mátrafüred 08, International Conference on Electrochemical Sesors, 5-10 October, 2008, Dobogókő, Hungary, 2008
Tünde Tóth, Péter Huszthy: Synthesis of enantiopure pyridino-18-crown-6 ethers containing alkylamino and arylamino moieties at position 4 of the pyridine ring, 14th International Conference on Chemistry, November 13-15, 2008, Cluj (Rumania), 2008
Ildikó Móczár, Péter Huszthy, Ágnes Peragovics: Synthesis of bis(azacrown ether) type sensor molecules containing acridone and acridine fluorofor units, 14th International Conference on Chemistry, November 13-15, 2008, Cluj (Rumania), 2008
József Kupai, Péter Huszthy, Kata Székely: Synthesis of new enantiopure pyridino-18-crown-6 ether type macrocycles containing different substituents at position 4 of the pyridine ring, 14th International Conference on Chemistry, November 13-15, 2008, Cluj (Rumania), 2008
Júlia Szilágyiné-Kertész, Péter Huszthy, Attila Kormos: Synthesis of 18-crown-6 ethers containing acridono, acridino and acridano subcyclic units, 14th International Conference on Chemistry, November 13-15, 2008, Cluj (Rumania), 2008
Ilisz István, Kupai József, Huszthy Péter, Iványi Róbert, Pataj Zoltán, Szatmári István, Fülöp Frenc, Péter Antal: Capillary electrophoretic enantioseparation of Betti bases with cyclodextrins and a crown ether as chiral selectors, 8th Balaton Symposium on High-Performance Separation Methods, Siofok, Hungary, September, 2-4, 2009, 2009
Kormos Attila, Huszthy Péter, Kertész Júlia: Kísérletek új, fentiazin egységet tartalmazó18-korona-6 éter típusú makrociklusok előállítására, XV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Marosvásárhely (Románia), november 12-15, 2009, 2009
Móczár Ildikó, Peragovics Ágnes, Mezei András, Baranyai Péter, Kádár Mihály, Nyitrai József, Tóth Klára, Huszthy Péter: Akridin fluorofort tartalmazó mono- és bisz(aza-koronaéter) típusú szenzormolekulák komplexképzése, XV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Marosvásárhely (Románia), november 12-15, 2009, 2009
Kertész Júlia, Huszthy Péter, Kormos Attila, Bertha Ferenc, Horváth Viola: Akridin egységet tartalmazó optikailag aktív 18-korona-6 éterek szintézise és potenciometriás vizsgálata, XV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Marosvásárhely (Románia), november 12-15, 2009, 2009
Tóth Tünde, Székely György, Huszthy Péter: Foszfinsav egységet tartalmazó enantiomertiszta pszeudo-18-korona-6 és pszeudo-21-korona-7 ligandumok, szintézise, XV. Nemzetközi Vegyészkonferencia, Marosvásárhely (Románia), november 12-15,, 2009
Móczár Ildikó: Koronaéter alapú fluoreszcens szenzormolekulák szintézise és vizsgálata, BME VBK Szerves Kémia és Technológia Tanszék, 2010
Kupai József, Huszthy Péter, Székely Kata, Tóth Tünde, Ilisz István, Iványi Róbert, Pataj Zoltán, Szatmári István, Fülöp Ferenc, Péter Antal: Piridino-18-korona-6 éter alapú szenzor- és szelektormolekulák előállítása és vizsgálata, MTA Heterociklusos Kémiai Munkabizottsági Ülés, Balatonszemes, 2010. május 19-21, 2010
Kertész Júlia, Huszthy Péter, Kormos Attila: Új eredményeink az akridin egységet tartalmazó koronaéterek körében, MTA Heterociklusos Kémiai Munkabizottsági Ülés, Balatonszemes, 2010. május 19-21, 2010
Kormos Attila, Huszthy Péter: Kísérletek új, fentiazin egységet tartalmazó koronaéterek előállításűára, MTA Heterociklusos Kémiai Munkabizottsági Ülés, Balatonszemes, 2010. május 19-21, 2010
Tóth Tünde, Székely György, Huszthy Péter: Foszfinsav egységet tartalmazó új deprotonálható makrociklusok színtézise, MKE Vegyészkonferencia és 53. Magyar Spektrokémiai Vándorgyűlés, Hajduszoboszló, 2010. június 30- július 2., 2010
Móczár Ildikó, Huszthy Péter, Madics Zita, Kádár Mihály, Tóth Klára:: BODIPY fluorofor jelzőegységet tartalmazó makrociklusok szintézise és molekuláris felismerő-képességük tanulmányozása, MTA Heterociklusos Kémiai Munkabizottsági Ülés, Balatonszemes, 2007. szeptember 12-14., 2007
Kertész Júlia, Huszthy Péter, Kormos Atila:: Akridon fluorofor egységet tartalmazó koronaéterek, MTA Heterociklusos Kémiai Munkabizottsági Ülés, Balatonszemes, 2007. szeptember 12-14., 2007
Kupai József, Huszthy Péter: A piridingyűrű 4-es helyzetében szubsztituált új enantiomertiszta piridino-18-korona-6 éterek szintézise, MTA Heterociklusos Kémiai Munkabizottsági Ülés, Balatonszemes, 2008. május 21-23., 2008
Móczár Ildikó, Peragovics Ágnes, Huszthy Péter: Akridon fluorofort tartalmazó bisz(aza-koronaéter) típusú szenzormolekulák szintézise, MTA Heterociklusos Kémiai Munkabizottsági Ülés, Balatonszemes, 2008. május 21-23., 2008



Back »